譚慧芳,黃建標(biāo),陶林利
(湘南學(xué)院經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,湖南 郴州 423000)
“物流系統(tǒng)建模與仿真”課程是各高等院校針對(duì)物流工程和物流管理所開設(shè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,對(duì)學(xué)生的計(jì)算機(jī)建模、仿真軟件的動(dòng)手操作和方案設(shè)計(jì)能力要求較高。該課程的設(shè)立旨在培養(yǎng)和提升物流本科生的系統(tǒng)分析與仿真實(shí)踐能力,為物流行業(yè)輸送專業(yè)匹配度較高的高層次應(yīng)用型人才。無(wú)論對(duì)于理工類院校還是應(yīng)用型本科院校,該課程的設(shè)立對(duì)學(xué)生實(shí)操能力以及綜合能力的培養(yǎng)和提升都尤為重要。
自2017年以來(lái),教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè),強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)項(xiàng)目實(shí)踐,調(diào)整以往人才培養(yǎng)模式,注重理論結(jié)合實(shí)踐的能力培養(yǎng)。物流業(yè)作為戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè),對(duì)知識(shí)和方法的實(shí)際應(yīng)用能力都要求較高?!拔锪飨到y(tǒng)建模與仿真”課程既需要熟練掌握各數(shù)學(xué)模型、基礎(chǔ)理論,又需要能熟練應(yīng)用各仿真軟件進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用和分析。傳統(tǒng)的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)知識(shí)和方法的講解,在應(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié)中較難調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主性,學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力較弱,這給教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)一定的困難。CDIO理念與新工科學(xué)科建設(shè)要求具有較高的契合性,尤其在實(shí)踐與創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面[1-2]。在新工科建設(shè)的背景下,CDIO 理念為“物流系統(tǒng)建模與仿真”課程的教學(xué)改革提供了一個(gè)科學(xué)的框架與方法。因此,有必要融合CDIO的理念,對(duì)“物流系統(tǒng)建模與仿真”課程的教學(xué)模式進(jìn)行改革,探索以項(xiàng)目帶課程的新教學(xué)模式。
CDIO理念是以構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)四個(gè)環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)[3-6],以方案的提出、設(shè)計(jì)到運(yùn)行的生命周期為載體,讓學(xué)生主動(dòng)參與從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化過(guò)程。基于CDIO理念的教學(xué)模式是“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”原則的集中體現(xiàn),是一種倡導(dǎo)“教、學(xué)、做”一體的新型教學(xué)模式。
CDIO理念自2000年提出至今,已受到全球多所世界著名大學(xué)的關(guān)注和應(yīng)用,采用CDIO工程教育理念和教學(xué)大綱,取得了良好效果,按CDIO模式培養(yǎng)的學(xué)生深受社會(huì)與企業(yè)歡迎。近些年我國(guó)在不斷嘗試著教育教學(xué)改革,從2005年開始逐步將 CDIO 教育模式引入實(shí)踐教育,并取得良好的成效。通過(guò)注重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工程技術(shù)能力,尤其是項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)施能力,以及較強(qiáng)的自學(xué)能力、組織溝通能力和協(xié)調(diào)能力。將CDIO的教學(xué)模式融入“物流系統(tǒng)建模與仿真”的課程教學(xué)中,將大大提升課堂中理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)效果,提高學(xué)生自主性和實(shí)踐能力,使學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力(方法應(yīng)用)、團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新實(shí)踐這四個(gè)層面上達(dá)到預(yù)定培養(yǎng)目標(biāo)。
“物流系統(tǒng)建模與仿真”是一門實(shí)操性較強(qiáng)的課程,在本科生的教學(xué)中,注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物流問(wèn)題的抽象表述和現(xiàn)實(shí)仿真能力。其中,抽象表述主要體現(xiàn)在數(shù)學(xué)建模方面,通過(guò)一系列數(shù)學(xué)模型對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行描述和分析,現(xiàn)實(shí)仿真則是借助計(jì)算機(jī)和仿真軟件對(duì)方案進(jìn)行模擬、仿真、統(tǒng)計(jì)等,以更好地向決策者呈現(xiàn)方案的運(yùn)行效果。
“物流系統(tǒng)建模與仿真”在各高等院校開設(shè)多年,通過(guò)與各高校老師溝通交流,了解到傳統(tǒng)教學(xué)法在“物流系統(tǒng)建模與仿真”的課堂效果并不理想,理論與實(shí)踐脫節(jié)現(xiàn)象較嚴(yán)重,學(xué)生雖有良好的學(xué)習(xí)成績(jī),但對(duì)實(shí)際工作、方案運(yùn)營(yíng)與優(yōu)化等缺乏認(rèn)識(shí),這對(duì)于教學(xué)創(chuàng)新改革、物流專業(yè)人才培養(yǎng)和物流行業(yè)的發(fā)展都會(huì)造成較大影響。
目前“物流系統(tǒng)建模與仿真”課程教學(xué)實(shí)踐中存在的問(wèn)題,主要表征為四個(gè)方面,其中,在基礎(chǔ)知識(shí)方面表現(xiàn)為方法理解不透徹,學(xué)生難以學(xué)以致用;在個(gè)人能力方面表現(xiàn)為方案設(shè)計(jì)能力較弱,獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力較差;在團(tuán)隊(duì)協(xié)作方面表現(xiàn)為團(tuán)隊(duì)合作能力較難得到提升;在創(chuàng)新實(shí)踐方面表現(xiàn)為學(xué)生自主性較弱,創(chuàng)新性不足。 而CDIO理念所倡導(dǎo)、重點(diǎn)培養(yǎng)和鍛煉的四個(gè)層次的實(shí)踐目標(biāo)(基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)新實(shí)踐)恰好能補(bǔ)足課程現(xiàn)階段傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐中的短板。
物流系統(tǒng)建模與仿真課程中涉及的模型方法較多,且需要具備一定的數(shù)理基礎(chǔ),如多目標(biāo)規(guī)劃法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、選址模型、路徑優(yōu)化模型、模糊綜合評(píng)價(jià)法、指數(shù)平滑法、時(shí)間序列分析、線形/非線形擬合、SLP等。在傳統(tǒng)的教學(xué)中,學(xué)生在課堂中的表現(xiàn)較為被動(dòng),對(duì)知識(shí)的理解和吸收主要依賴于教師的講解,學(xué)生對(duì)方法的掌握僅停留在字面理解和書本范圍內(nèi),對(duì)各方法最新的學(xué)術(shù)研究進(jìn)展了解不夠深入。學(xué)生不能學(xué)以致用、舉一反三,實(shí)際應(yīng)用時(shí)無(wú)從下手。
問(wèn)題提煉的能力較弱,不能應(yīng)用所學(xué)知識(shí)對(duì)現(xiàn)狀問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)規(guī)范的表述,無(wú)法獨(dú)立進(jìn)行物流方案設(shè)計(jì),邏輯思維不嚴(yán)密,遇到問(wèn)題時(shí)無(wú)從下手。并且,在課堂互動(dòng)時(shí),由于課堂時(shí)間有限,不能保證每一位學(xué)生都能參與其中,這致使一部分學(xué)生的獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力得不到鍛煉。
團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力是工作中的必備技能之一,但傳統(tǒng)的教學(xué)中較少涉及該項(xiàng)能力的鍛煉。課堂上很多學(xué)生進(jìn)行分組時(shí)未對(duì)各自能力進(jìn)行評(píng)估和團(tuán)隊(duì)衡量,小組中各組員分工不均、分工不明確,經(jīng)常出現(xiàn)一個(gè)小組幾乎完全由1或2名組員完成作業(yè),其他組員未參與其中,團(tuán)隊(duì)的分工與協(xié)作未能得到充分鍛煉。
被動(dòng)式教學(xué)的方式在很大程度上削弱了學(xué)生的自主性,創(chuàng)新能力得不到培養(yǎng)和鍛煉。課堂中,大部分時(shí)間由授課教師對(duì)深?yuàn)W理論和方法進(jìn)行講解,缺乏給學(xué)生提供創(chuàng)造性思維的機(jī)會(huì),學(xué)習(xí)自主性較弱,學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)不強(qiáng),往往遇到困難或者不熟悉的領(lǐng)域便難以堅(jiān)持下去。傳統(tǒng)教學(xué)中所包含的開放性實(shí)踐項(xiàng)目較少,學(xué)生動(dòng)手能力也得不到鍛煉,較難調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,最終導(dǎo)致專利、學(xué)科競(jìng)賽等學(xué)生的成果輸出較少。
結(jié)合近年來(lái)的教改實(shí)踐,以新工科發(fā)展要求、CDIO大綱和學(xué)生學(xué)習(xí)情況為背景和基礎(chǔ),建立基于CDIO理念的“物流系統(tǒng)建模與仿真”教學(xué)模式改革模型,如圖1所示。在教改實(shí)施過(guò)程中,主要以CDIO大綱為指引,以實(shí)踐項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng),結(jié)合項(xiàng)目制教學(xué)思路、學(xué)生主導(dǎo)式課堂、情景式教學(xué)、以比賽帶學(xué)科的“雙線”制教學(xué)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用,建立從課程目標(biāo)、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法與過(guò)程、課程考核與評(píng)估四個(gè)層面的實(shí)施路徑,并以CDIO的目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)施效果評(píng)估,根據(jù)實(shí)施效果再逐步優(yōu)化驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目、改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和過(guò)程。
圖1 基于CDIO理念的“物流系統(tǒng)建模與仿真”教學(xué)模式改革模型
CDIO包括4個(gè)層次的大綱、12項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)和3項(xiàng)目標(biāo),其中大綱內(nèi)容可以概括為基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)合作、創(chuàng)新實(shí)踐四個(gè)方面的內(nèi)容,三項(xiàng)目標(biāo)為:(1)使學(xué)生掌握深厚的技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí);(2)使學(xué)生能夠領(lǐng)導(dǎo)新產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)的創(chuàng)造與運(yùn)行;(3)使學(xué)生能夠理解技術(shù)的研究和技術(shù)發(fā)展對(duì)社會(huì)的重要性和戰(zhàn)略影響[7]。課程目標(biāo)體系應(yīng)充分考慮以上內(nèi)容。
前期,在CDIO理念融入階段,將CDIO理念所提倡的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)新實(shí)踐等能力與現(xiàn)有的人才培養(yǎng)方案進(jìn)行結(jié)合和完善,結(jié)合新工科注重理論結(jié)合實(shí)踐的發(fā)展需要,并匹配社會(huì)需求,強(qiáng)調(diào)知識(shí)掌握、能力培養(yǎng)、素質(zhì)養(yǎng)成并重,明確課程學(xué)習(xí)目標(biāo)即知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)、素質(zhì)目標(biāo)。其次,將課程學(xué)習(xí)目標(biāo)融入每一個(gè)項(xiàng)目目標(biāo)中,尤其在能力目標(biāo)與素質(zhì)目標(biāo)中體現(xiàn)CDIO的四項(xiàng)大綱內(nèi)容和三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,使學(xué)生在項(xiàng)目完成過(guò)程中掌握基礎(chǔ)知識(shí),提升系統(tǒng)思維、項(xiàng)目思維、科學(xué)思維,養(yǎng)成符合當(dāng)下社會(huì)所提倡和崗位所要求的職業(yè)素養(yǎng)?;贑DIO理念的“物流系統(tǒng)建模與仿真”課程目標(biāo)體系如圖2所示。
圖2 基于CDIO理念的“物流系統(tǒng)建模與仿真”課程目標(biāo)體系
項(xiàng)目制教學(xué)是CDIO理念實(shí)施的核心。在課程教學(xué)設(shè)計(jì)階段,需明確項(xiàng)目本位的課程設(shè)計(jì)理念,重構(gòu)課程教學(xué)設(shè)計(jì),構(gòu)建CDIO驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目資源庫(kù),更新相應(yīng)的教材和教學(xué)內(nèi)容,并以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)將課程知識(shí)點(diǎn)串珠成鏈,通過(guò)參與項(xiàng)目、完成項(xiàng)目的學(xué)習(xí)形式促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲取、掌握和熟練應(yīng)用。
3.2.1 “課程+項(xiàng)目”一體化課程體系
在教學(xué)內(nèi)容編寫上,以 CDIO 理念和能力培訓(xùn)為核心,綜合考慮專業(yè)知識(shí)和技能,將課程體系與項(xiàng)目體系相結(jié)合。依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo),設(shè)計(jì)高度融合、高度關(guān)聯(lián)的課程與項(xiàng)目,建設(shè)從四級(jí)到一級(jí)項(xiàng)目逐級(jí)遞進(jìn)的一體化課程。通過(guò)“學(xué)中做”和“做中學(xué)”一體化教學(xué)組織知識(shí)與項(xiàng)目的教學(xué)資源,強(qiáng)調(diào)在學(xué)中規(guī)范、在學(xué)中提升,在做中反思、在做中提煉?;贑DIO理念的一體化課程模型如圖3所示。
圖3 基于CDIO理念的“物流系統(tǒng)建模與仿真”一體化課程模型
3.2.2 教學(xué)內(nèi)容與驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目
根據(jù)知識(shí)章節(jié)和能力培養(yǎng)目標(biāo),編寫驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目資源庫(kù),將課程分解為不同的驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目。通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng),將物流所需掌握的知識(shí)和項(xiàng)目任務(wù)結(jié)合起來(lái),根據(jù)CDIO理念,引導(dǎo)學(xué)生圍繞項(xiàng)目目標(biāo)依次進(jìn)行項(xiàng)目構(gòu)思、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目完成、項(xiàng)目運(yùn)作。
人才培養(yǎng)方案中“物流系統(tǒng)建模與仿真”課程設(shè)置為40學(xué)時(shí)(理論+實(shí)訓(xùn)),教學(xué)模塊分為物流系統(tǒng)建模與物流系統(tǒng)仿真兩部分。通過(guò)重組課程所涵蓋的知識(shí)點(diǎn),設(shè)計(jì)具可操作性的驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目,并以驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目為任務(wù)牽引,將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)連珠成線,依次引導(dǎo)學(xué)生逐級(jí)完成項(xiàng)目,使學(xué)生在邊做邊學(xué)的過(guò)程中學(xué)習(xí)掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)?;?CDIO理念的“物流系統(tǒng)建模與仿真”課程驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目資源庫(kù)見表1。
表1 基于 CDIO理念的“物流系統(tǒng)建模與仿真”課程驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目資源庫(kù)
3.3.1.學(xué)生主導(dǎo)式課堂實(shí)施
在教學(xué)方法上,CDIO要求更新教學(xué)觀念,樹立“以學(xué)生為核心的課堂”的新觀念,將課堂和學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。為此,教師需花費(fèi)更多精力在課前任務(wù)設(shè)計(jì)、課堂組織和作業(yè)方案點(diǎn)評(píng)上,將課堂的寶貴時(shí)間留給學(xué)生思考討論、演講展示、實(shí)踐動(dòng)手等環(huán)節(jié)上。課前,教師需提前分發(fā)項(xiàng)目任務(wù),通過(guò)設(shè)計(jì)一系列的課堂活動(dòng)如課堂討論、項(xiàng)目答辯、項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)等,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,并引導(dǎo)學(xué)生在課堂中多進(jìn)行表達(dá),發(fā)表觀點(diǎn),讓學(xué)生在課堂中全身心投入。課后,教師需細(xì)心復(fù)盤課堂里每一個(gè)環(huán)節(jié)各位學(xué)生的表現(xiàn),即時(shí)做好課后反思記錄,根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,改進(jìn)下一次的課堂設(shè)計(jì)和作業(yè)任務(wù)內(nèi)容。
3.3.2 借助情景式教學(xué)法提升課堂效果
CDIO的項(xiàng)目制教學(xué)思路充分具備了情景式教學(xué)的條件和基礎(chǔ)?;贑DIO理念的課堂的驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目即是模擬在企業(yè)特定情景下的真實(shí)決策問(wèn)題,在課堂組織中,通過(guò)情景模擬和角色扮演可取得較好的課堂效果。如,在每一次派發(fā)項(xiàng)目任務(wù)之前,隨機(jī)抽取3名學(xué)生扮演決策者共同組成項(xiàng)目方案評(píng)審團(tuán),其他學(xué)生以5人為單位分組扮演物流設(shè)計(jì)公司,進(jìn)行方案的最終競(jìng)選,其中這5名學(xué)生根據(jù)任務(wù)內(nèi)容分工,分別扮演總工程師、副總工程師、數(shù)據(jù)分析師、可視化工程師、投融資測(cè)算分析師等,完成項(xiàng)目的全周期運(yùn)作。并將方案評(píng)審團(tuán)的成績(jī)以學(xué)生互評(píng)的方式作為方案呈現(xiàn)與表達(dá)的指標(biāo)得分。
3.3.3 “課內(nèi)+課外”雙線教學(xué)
在課外課堂中,秉承以比賽帶學(xué)科的發(fā)展思路,將課堂學(xué)習(xí)擴(kuò)展到專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽,多方面制造學(xué)生的實(shí)踐鍛煉機(jī)會(huì),讓學(xué)生在比賽中加深知識(shí)的理解、提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、抗壓能力等。鼓勵(lì)學(xué)生參加各類校級(jí)、市級(jí)、省級(jí)甚至國(guó)家級(jí)的學(xué)科競(jìng)賽,如大學(xué)生現(xiàn)代物流設(shè)計(jì)競(jìng)賽、電子商務(wù)主題賽、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模大賽等,通過(guò)專業(yè)比賽的激勵(lì)來(lái)加深學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,切實(shí)提升學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的能力和知識(shí)的應(yīng)用能力,實(shí)現(xiàn)知識(shí)與能力的雙向提升。
3.3.4 建立基于CDIO理念的課程考核體系
以CDIO大綱中的基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、創(chuàng)新實(shí)踐為課程的四個(gè)基本要素,將其作為課程的重要考核維度。從課堂積極性、項(xiàng)目完成度和期末考查三個(gè)方面對(duì)學(xué)生的課程表現(xiàn)進(jìn)行全方面的考核,并將項(xiàng)目完成度方面的考察作為重點(diǎn)考核內(nèi)容。具體,“物流系統(tǒng)建模與仿真”課程考核框架和體系如表2所示。
表2 基于 CDIO理念的“物流系統(tǒng)建模與仿真”課程考核體系
通過(guò)四年的教學(xué)實(shí)踐,基于CDIO理念的“物流系統(tǒng)建模與仿真”課程的教學(xué)模式改革成效較好,學(xué)生的思辨能力、知識(shí)的靈活運(yùn)用能力、方案設(shè)計(jì)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、學(xué)習(xí)的自主性均得到較大提升,近幾年學(xué)生組隊(duì)參加物流設(shè)計(jì)競(jìng)賽、電子商務(wù)主題競(jìng)賽均獲得省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì),每年至少保持4支參賽隊(duì)伍獲得省獎(jiǎng),成果頗豐。對(duì)2015、2016、2017、2018、2019級(jí)共340余名物流本科生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查,課程好評(píng)度均達(dá)92%以上,獲得學(xué)生較大程度的認(rèn)可,如表3所示。學(xué)生普遍認(rèn)為,在CDIO的課程理念下,通過(guò)以項(xiàng)目促學(xué)習(xí)的方式,能夠使學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)放在分析問(wèn)題和解決問(wèn)題上,對(duì)模型和方法的理解更加深刻,多樣的課堂教學(xué)方式,使學(xué)生的實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、表達(dá)能力等都得到鍛煉,綜合能力得到提升。
表3 課程滿意度問(wèn)卷結(jié)果統(tǒng)計(jì)
下一步,將針對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)模式及項(xiàng)目制教學(xué)中存在的問(wèn)題和難點(diǎn)進(jìn)行探討和總結(jié),并結(jié)合校企合作的發(fā)展方向,進(jìn)一步延伸課內(nèi)、課外的教學(xué)內(nèi)容,提升和拓展學(xué)生的綜合能力,培養(yǎng)更多適用于行業(yè)和企業(yè)的物流高層次人才。
深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)2022年4期